§1 工作介質——液壓油
液壓油是液壓傳動系統中的傳動介質，而且還對液壓裝置的機構、零件起這潤滑、冷卻和防鏽作用。液壓傳動系統的壓力、溫度和流速在很大的範圍內變化，因此液壓油的質量優劣直接影響液壓系統的工作效能。故此，合理的選用液壓油也是很重要的。
一、工作介質的性質
1、 密度 ρ
m/v [kg/ m3]
一般礦物油的密度為850~950kg/m3
2、重度 γ
g/v [n/ m3]
一般礦物油的重度為8400~9500n/m3
因g = mg所以 γ= g/v=ρg
3、液體的可壓縮性
當液體受壓力作用二體積減小的特性稱為液體的可壓縮性。
體積壓縮係數 β= - ▽v/▽pv0
▽體積彈性模量k = 1 /β
4、 流體的粘性
液體在外力作用下流動時，由於液體分子間的內聚力而產生一種阻礙液體分子之間進行相對運動的內摩擦力，液體的這種產生內摩擦力的性質稱為液體的粘性。由於液體具有粘性，當流體發生剪下變形時，流體內就產生阻滯變形的內摩擦力，由此可見，粘性表徵了流體抵抗剪下變形的能力。粘性所起的作用為阻滯流體內部的相互滑動，在任何情況下它都只能延緩滑動的過程而不能消除這種滑動。
粘性的大小可用粘度來衡量，粘度是選擇液壓用流體的主要指標，是影響流動流體的重要物理性質。
二、對工作介質的要求
液壓油是液壓傳動系統的重要組成部分，是用來傳遞能量的工作介質。除了傳遞能量外，它還起著潤滑運動部件和保護金屬不被鏽蝕的作用。液壓油的質量及其各種效能將直接影響液壓系統的工作。
從液壓系統使用油液的要求來看，有下面幾點：
1.適宜的粘度和良好的粘溫效能。
2.應具有良好的潤滑性能。為了改善液壓油的潤滑性能，可加入新增劑以增加其潤滑性能。
3.良好的化學穩定性，即對熱、氧化、水解、相容都具有良好的穩定性。
4.對液壓裝置及相對運動的元件具有良好的潤滑性
5.對金屬材料具有防鏽性和防腐性
6.抗泡沫性好，抗乳化性好
7.油液純淨，含雜質量少
8.流動點和凝固點低，閃點(明火能使油面上油蒸氣內燃，但油本身不燃燒的溫度)和燃點高
三、工作介質的分類及選用
1、分類
普通液壓油
專用液壓油
1)、石油基液壓油
抗磨液壓油
高粘度指數液壓油
合成液壓油——磷酸酯液壓油
2)、難燃液壓油水——乙二醇液壓油
含水液壓油油包稅乳化液
乳化液水包油乳化油
3)乳化液乳化液屬抗燃液壓油，它由水、基礎油和各種新增劑組成。分水包油乳化液和油包水乳化液，前者含水量達90％～95％，後者含水量大40％。
2、選用原則
①根據液壓元件生產廠樣本和說明書所推薦的品種號數來選用液壓油，
②根據液壓系統的工作壓力、工作溫度、液壓元件種類及經濟性等因素全面考慮，
③一般是先確定適用的粘度範圍，再選擇合適的液壓油品種。同時還要考慮液壓系統工作條件的特殊要求，如在寒冷地區工作的系統則要求油的粘度指數高、低溫流動性好、凝固點低；伺服系統則要求油質純、壓縮性小；高壓系統則要求油液抗磨性好。
液壓油的牌號(即數字)表示在40℃下油液運動粘度的平均值(單位為cst)。
表2-3常見液壓油系列品種
四、液壓油的汙染與防護
液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統的工作效能和液壓元件的使用壽命，而且直接關係到液壓系統是否能正常工作。液壓系統多數故障與液壓油受到汙染有關，因此控制液壓油的汙染是十分重要的。
1.液壓油被汙染的原因，主要有以下幾方面：
(1)液壓系統及液壓元件內的型砂、切屑、磨料、焊渣、鏽片、灰塵等汙垢在系統使用前沖洗時未被洗乾淨，在液壓系統工作時，這些汙垢就進入到液壓油裡。
(2)外界的灰塵、砂粒等，在液壓系統工作過程中通過往復伸縮的活塞桿，流回油箱的漏油等進入液壓油裡。另外在檢修時，稍不注意也會使灰塵、棉絨等進入液壓油裡。
(3)液壓系統本身也不斷地產生汙垢，而直接進入液壓油裡，如金屬和密封材料的磨損顆粒，過濾材料脫落的顆粒或纖維及油液因油溫公升高氧化變質而生成的膠狀物等。
2.油液汙染的危害
液壓油汙染嚴重時，直接影響液壓系統的工作效能，使液壓系統經常發生故障，使液壓元件壽命縮短。造成這些危害的原因主要是汙垢中的顆粒。對於液壓元件來說，由於這些固體顆粒進入到元件裡，會使元件的滑動部分磨損加劇，並可能堵塞液壓元件裡的節流孔、阻尼孔，或使閥芯卡死，從而造成液壓系統的故障。
水分和空氣的混入使液壓油的潤滑能力降低並使它加速氧化變質，產生氣蝕，使液壓元件加速腐蝕，進而出現振動、爬行等。
3.防止汙染的措施
對液壓油的汙染控制工作主要是從兩個方面著手：①防止汙染物侵入液壓系統；②把已經侵入的汙染物從系統中清楚出去。
為防止油液汙染，在實際工作中應採取如下措施：
(1)使用前保持清潔。液壓油在運輸和保管過程中都會受到外界汙染，新液壓油看上去很清潔，其實很「髒」，必須將其靜放數天後，過濾加入液壓系統中使用。
(2)使液壓系統在裝配後、運轉前保持清潔。液壓元件在更換過程中必須清洗乾淨，最好用本液清洗，清洗時油箱除通氣孔(加防塵罩)外必須全部密封，密封件不可有飛邊、毛刺。
(3)工作中保持清潔。液壓油在工作過程中會受到環境汙染，因此應盡量防止工作中空氣和水分的侵入，為完全消除水、氣和汙染物的侵入，採用密封油箱，通氣孔上加空氣濾清器，防止塵土、磨料和冷卻液侵入，經常檢查並定期更換密封件和蓄能器中的膠囊。
(4)採用合適的濾油器。這是控制液壓油汙染的重要手段。應根據裝置的要求，在液壓系統中選用不同的過濾方式，不同的精度和不同結構的濾油器，並要定期檢查和清洗濾油器和油箱。
(5)定期更換液壓油。更換新油前，油箱必須先清洗一次，系統較髒時，可用煤油清洗，排盡後注入新油。
(6)控制液壓油的工作溫度。液壓油的工作溫度過高對液壓裝置不利，液壓油本身也會加速變質，產生各種生成物，縮短它的使用期限，一般液壓系統的工作溫度最好控制在65℃ 以下。
§2 液壓衝擊及空穴現象
一、液壓衝擊現象
液壓衝擊在液壓系統中，當極快地換向或關閉液壓迴路時，致使液流速度急速地改變(變向或停止)，由於流動液體的慣性或運動部件的慣性，會使系統內的壓力發生突然公升高或降低，這種現象稱為液壓衝擊(水力學中稱為水錘現象)。
液壓衝擊的危害是很大的。發生液壓衝擊時管路中的衝擊壓力往往急增很多倍，而使按工作壓力設計的管道破裂。此外，所產生的液壓衝擊波會引起液壓系統的振動和衝擊雜訊。
因此在液壓系統，應當儘量減少液壓衝擊的影響。為此，一般可採用如下措施。
(1)緩慢關閉閥門，削減衝擊波的強度；
(2)在閥門前設定蓄能器，以減小衝擊波傳播的距離；
(3)應將管中流速限制在適當範圍內，或採用橡膠軟管，也可以減小液壓衝擊；
(4)在系統中裝置安全閥，可起解除安裝作用。
二、空穴現象
空穴現象：一般液體中溶解有空氣，水中溶解有約2%體積的空氣，液壓油中溶解有(6%～12%)體積的空氣。成溶解狀態的氣體對油液體積彈性模量沒有影響，成游離狀態的小氣泡則對油液體積彈性模量產生顯著的影響。
空氣的溶解度與壓力成正比。當壓力降低時，原先壓力較高時溶解於油液中的氣體成為過飽和狀態，於是就要分解出游離狀態微小氣泡，並聚合長大，使原來充滿油液的管道變為混有許多氣泡的不連續狀態，這種現象稱為空穴現象。
氣蝕現象：管道中發生空穴現象時，氣泡隨著液流進入高壓區時，體積急劇縮小，氣泡又凝結成液體，形成區域性真空，周圍液體質點以極大速度來填補這一空間，使氣泡凝結處瞬間區域性壓力急劇增大，溫度可達近千度。在氣泡凝結附近壁面，因反覆受到液壓衝擊與高溫作用，以及油液中逸出氣體具有較強的酸化作用，使金屬表面產生腐蝕。
因空穴產生的腐蝕，一般稱為氣蝕。
造成空穴的原因：①幫浦站的吸液管路連線、密封不嚴使空氣進入管路；②幫浦站的吸液管路阻力大、流速過高。③當油液流經節流部位，流速增高，壓力降低，在節流部位前後壓差p1/p2≥3.
5時，將發生節流空穴。
空穴現象的危害：引起系統的振動，產生衝擊、噪音、氣蝕，使工作狀態惡化。
預防空穴現象的措施：
1.管路密封要好，防止空氣滲入。
2.幫浦站的吸油口要有足夠的管徑，減小吸液阻力，自吸能力差的幫浦用輔助供油。
3.節流口壓力降要小，一般控制節流口前後壓差比p1/p2＜3.5。
液壓技術基礎知識
一 液壓傳動的介紹 液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動並稱為流體傳動，是根據17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發展起來的一門新興技術，是工業生產中應用廣泛的技術。在我們的生活中，隨處可以見到液壓技術的使用，液壓傳動有許多突出的優點，因此它的應用非常廣...
液壓傳動基礎知識
本章介紹有關液壓傳動的流體力學基礎，重點為液體靜壓方程 連續性方程 伯努力方程的應用，壓力損失 小孔流量的計算。要求學生理解基本概念 牢記公式並會應用。第一節液壓傳動工作介質 液壓油是液壓傳動系統中的傳動介質，而且還對液壓裝置的機構 零件起這潤滑 冷卻和防鏽作用。液壓傳動系統的壓力 溫度和流速在很大...
液壓密封基礎知識及油缸設計
一 液壓密封系統 液壓傳動是靠密封油腔的容積變化來傳遞力和速度。密封不良可造成油液洩漏，從而使得機構運動不穩定，降低容積效率，汙染環境，嚴重時會建立不起壓力，系統不能工作。二 常用的軸用 孔用 往復運動用 密封方法 1 間隙密封 圖1 優點 簡單，不用任何密封件，摩擦力小。缺點 不能完全阻止洩漏，且...